航空碳纤维结构件制造常用模具结构

  就碳纤维复合材料的飞机结构件而言,其形式大体上有三种:碳纤维薄壁翼面结构,碳纤维夹层结构和碳纤维管、碳纤维筒状、碳纤维桁条状异型结构。为制造此类碳纤维复合材料结构件,目前所采用的模具结构大致有如下几种形式:

  一、框架式模具结构

  框架式模具结构由铝板或钢板与支撑构架组成。金属板材通常为3~5mm厚,用滚弯法或拉伸法制成的所要求的型面并以切面样板多次校正,支撑构架一般由金属管材、角材或板材组成,用于支托和固定位于上面的模板。支撑构架的调节系统通常有机械式和液压式两种机构。框架式结构内部空心,因而热容量小,热空气可以在模板内外表面畅通流动,温度易于均匀,且自重轻,运输方便。这种结构常用于热压罐成形和真空袋、压力袋成形,如下图所示。

航空碳纤维结构件

  二、碳纤维复合材料模具结构

  碳纤维复合材料模具是由碳纤维预浸料铺叠形成型面,由玻璃纤维型材构成框架的复合模具。型面在铺叠成形后可按样板做任意的修补,因而可将模具制造得十分精确。由于模具材料与被成形的材料大体上属于同类材料,因面有效地解决了模具表面与复合材料构件的热膨胀系数匹配问题。这种模具结构已成功地用于制造要求尺寸与位置精度高的复合材料构件。

  三、橡胶软模结构

  橡胶软模的工作原理是利用橡胶在加热过程中的膨胀及对膨胀量的可控性,这种膨胀量为复合材料固化提供所需的压力,也可用橡胶作为压力传递媒介,是软模成形工艺专用模具。在使用橡胶模时,一般将它设计为成形模的内腔,其外腔通常采用封闭的钢结构,并带有自加热系统。橡胶模具材料主要是含硅或不含硅的橡胶块,也可采用未硫化的橡胶片。橡胶的可塑性有利于成形出各种型面,因此它对复杂型面,如正弦波形梁的制造十分有效。

  四、钢对模结构

  模压、拉拔、注射工艺所采用的成形模多半采用对模结构形式。这种结构通常为上、下模块两部分。这两部分应精密地配合,因此要求较高的加工精度。在模具设计时应安设树脂溢流通路,并考虑到树脂收缩量、构件变形等细节。

  以上便是航空碳纤维结构件常用的模具结构,江苏博实碳纤维科技有限公司主要以钢对模、单面铝模的模具结构形式,满足模压、热压罐成型工艺条件,为市场提供各行业的碳纤维复合材料制品制造服务,如碳纤维工业机器人手臂碳纤维医疗床板碳纤维便携式仪器机箱等。